轻型车国六IUPR 符合性验证方法研究
（东风柳州汽车有限公司，柳州 545005）
（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）
彭有荣、袁观练
摘要：中国第六阶段排放法规已于2020年7月1日正式实施。国六法规不仅提升了各类污染物的排放限值，对车载诊断系统（OBD，On-Board Diagnostics）也提出了更高的要求。这对发动机管理系统（EMS）中的OBD 功能开发是很大的挑战。本文详细阐述了某国六车型在开发后期EMS 数据基本锁定后，进行的实际道路试验（IUPR，In-Use Performance Ratio）的过程，结果显示该车型试验前后的IUPR 率符合国六法规要求。关键词：国六法规；OBD ；IUPR ；实际道路中图分类号： U467.1 文献标识码：A
0 引言
汽车是当今社会需求量最高的交通工具，然而伴随着汽车产
业的蓬勃发展，造成的环境 问题已经愈发不容小觑[1]。随着汽车保有量的日益增大，我国的汽车尾气排放法规也日趋严格和完善。OBD 是排放控制系统中的重要一环，它通过车内发动机电子控制
单元（ECU，Electronic Control Unit）监测车辆在实际使用时排放系统的工作状况，并能监测 排放系统的故障，确保有效控制在用机动车的排放[2]。
GB 18352.6—2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中
国第六阶段）》[3]（即常说的国六排放法规）对OBD 系统的要求，
较GB 18352.5—2013《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中
国第五阶段）》[4]（即国五排放法规）有了较大的不同。主要体现在：增加了要求监控的部件，如冷却系统、燃油蒸发系统、GPF（汽油机颗粒物捕集器）、冷起动减排等；降低了故障排放阈值，需要更早地监测出故障；在用车监控频率（即IUPR 率）方面要求
更高，基本从国五的0.100提高到了0.336。
实际测试中，IUPR 率受到影响因素较多，如驾驶工况、驾
驶习惯和行驶里程等，都会影响各监测项诊断完成所需达到的条
件。在确认各监测项的IUPR 分子、分母均能在全球统一轻型车辆测试循环（WL TC 循环）中增长后，应对车辆实际道路的诊断完成和对IUPR 表现进行验证。
本文针对为满足国六法规开发的某款全新车型，制定出了一
套IUPR 实际道路验证方案，根据该方法完成了该车型的IUPR 符合性验证。
1 IUPR 功能介绍
1.1 IUPR 简介
IUPR 是用于监测非连续性OBD 诊断的计数器，代表了车辆
运行过程中诊断发生的真实频率（满足基本驾驶工况条件下的诊
断完成次数）[5]，一定程度上反映了OBD 系统的设计水平。IUPR 率体现了车辆运行期间各环保关键零部件的诊断频率，频率越高说明诊断完成率越高，排放相关部件老化时可以更快监测出故障，
快速指示驾驶员及时修复故障，对降低车辆的污染物排放有非常重要的作用。
根据国六法规要求，对于装配点燃式发动机的汽车，IUPR
监测的主要内容包括：催化器（每组分别报告）；氧传感器，包括次级氧传感器（每个传感器分别报告）；废气再循环（EGR）系统；可变气门正时（VVT）系统；二次空气系统；蒸发系统；颗粒物捕集
器（GPF）；综合零部件；冷起动减排；曲轴箱强制通风（PCV）系统；冷却系统等。其中前7项都是法规要求跟踪并报告的监测项。
1.2 国六法规要求对比
国六法规与国五法规关于IUPR 的主要要求对比如表1所示，
主要体现在：要求跟踪报告和输出IUPR 率的监测项增加了二次空气系统、蒸发系统泄漏和GPF 等；国五法规要求的最小IUPR 率为0.100，国而六法规按照不同监测项对IUPR 率作不同的要求，总体要求更加严苛。
1.3 IUPR 率的计算和输出
IUPR 率的基础计算公式如下：
图1 IUPR率计算功能框图
2.1 资源准备
考虑到试验结果的一致性以及数据的说服性，参与试验的车
辆和人员需要尽可能多。因试验资源有限，试验周期短，本次试
东风柳州汽车有限公司验准备了2辆接近批量生产状态的车辆以及2名有经验的驾驶员。每辆车都装上行驶记录仪或者电脑记录相关参数，便于分析试验过程的数据。试验前对驾驶员进行培训，要求他们按照日常驾驶习惯进行试验；试验过程中有任何问题均需向上反馈，保证实验数据的完整性。2.2 试验路线规划
试验路线需要选取贴近不同客户正式用车场景，比如城市工
况、城郊工况、早晚高峰、 乡村道路、城市快速路机高速路等，还要考虑每条试验路线需要尽可能满足通用分母增加的 条件。经
序号路线名称里程/km 时长/min
最长怠速/s
平均时速/
（km/h）A 城市快速16.1157064.4B 城郊综合16.5256039.7C 乡村道路
20.5354030.0D 城市道路（红绿灯较多）17.2308034.4E 高速
28.5204585.5F 城市拥堵路段8.73012017.4G
综合工况8.9
20
70
26.7
表 2 IUPR 试验路线及工况
表3 1号车IUPR 路试结果（通用分母增加64）表4 2号车IUPR 路试结果（通用分母增加60）表5 不同驾驶工况各监测项IUPR 率数据（2辆车实验数据合并）1号试验车催化器前氧传感器后氧传感器EGR/VVT 蒸 发 泄 漏（1.0 mm）
GPF 分子
33
50
56
30
12
28分母64
1064IUPR 率0.516
0.781
0.875
0.469
1.2000.438法规
要求
0.336
0.260
0.100
2号试验车催化器前氧传感器后氧传感器EGR/VVT 蒸 发 泄 漏（1.0 mm）
GPF 分子37
43
48
32
1031分母60
1260IUPR 率0.617
0.717
0.8000.533
0.909
0.517
法规要求
0.336
0.2600.100
监测项A B C D E F G 法规要求催化器
0.6820.5560.4670.5880.4710.4000.7000.336前氧传感器
0.8640.7220.8000.6470.8820.4670.8000.336后氧传
感器
0.8180.7780.8671.0000.9410.6000.8500.336EGR/VVT 0.450.3890.5330.5290.4710.4000.6500.336EVAP 1.3330.6671.0001.0001.5001.3331.3330.260GPF
0.636
0.611
0.333
0.118
0.588
0.333
0.600
0.100
成不变，某些驾驶工况如高峰期拥堵，因驾驶车速较低、红绿灯
等待时间短等因素使得怠速时间不够，造成了通用分母增长条件未达到，导致出现了部分监测项IUPR 率大于1的情况，说明部
分监测在通用分母增长条件达成前就已经完成。
不同驾驶工况对各监测项的诊断完成有不同的影响（表5）。
因为蒸发泄漏监测要求车辆冷机起动，故其分子、分母增长基数较少。但是IUPR 率是法规要求的3倍以上，试验数据可以采用。前氧传感器诊断需要在较为稳态的工况进行诊断，在城市拥堵路
况诊断完成率较低；VVT 诊断需要通过加减速控制加速踏板变化
过多次实际道路勘察，挑选出了7条试验路线，分别定义成A ～G 路线（表2）。在实验进行的时候，2辆车每条路线均需至少完成4次，每天可随机选取路线交叉进行路试。 需要注意的是，蒸发泄漏检测要在冷机起动工况，故进行试验计划时需考虑保证每天至少1次冷机起动循环次数，覆盖冷机高峰、热机非高峰、冷机非高峰和热机高峰等4种情况。2.3 路试结果分析
2辆试验车IUPR 路试结果以及不同路况下IUPR 率数据分别如表3、表4和表5所示。
从2辆车的测试结果来看，所有法规要求的IUPR 输出项都
高于法规的要求并有一定的安全余量。因驾驶员不同，驾驶风格
也影响到了最终各监测项的的IUPR 率。另外，实际路况并非一
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